KR100699864B1

KR100699864B1 - Spindle motor assembly for hard disk drive

Info

Publication number: KR100699864B1
Application number: KR1020050084253A
Authority: KR
Inventors: 최승권; 이행수; 요스케 카나야마; 타카히로 토쿠미야
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-27
Also published as: JP4522397B2; US20070058292A1; KR20070029457A; JP2007080488A

Abstract

본 발명에 의하면 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체가 개시된다. 개시된 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체는 적어도 하나 이상의 정보 저장용 디스크, 디스크를 회전 구동하는 것으로, 디스크가 안착되는 허브를 갖는 스핀들 모터 및 디스크를 허브에 대해 축 방향으로 가압 고정하는 클램프 부재를 포함하는 스핀들 모터 조립체로서, 클램프 부재는 디스크 상의 제1 위치를 가압하고, 허브는 디스크 상의 제2 위치를 지지중심으로 하는 경우, 반경 방향으로 제1 위치는 제2 위치보다 내측으로 설정되는 것을 특징으로 한다. According to the present invention, a spindle motor assembly of a hard disk drive is disclosed. The spindle motor assembly of the disclosed hard disk drive comprises at least one disk for storing information, a spindle motor having a hub on which the disk rests, and a clamp member for pressing the disk axially against the hub. A spindle motor assembly, wherein the clamp member presses a first position on the disc, and the hub is set radially inward to the first position when the second position on the disc is the support center. .

개시된 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체에 의하면, 디스크의 휨 변형이 억제되고, 클램핑에 낭비되는 무효면적이 최소화됨으로써 디스크의 저장용량이 향상된다. According to the spindle motor assembly of the disclosed hard disk drive, the bending deformation of the disk is suppressed, and the storage area of the disk is improved by minimizing the waste area wasteful for clamping.

Description

하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체{Spindle motor assembly for hard disk drive}Spindle motor assembly for hard disk drive

도 1은 본 발명의 스핀들 모터 조립체가 채용된 하드디스크 드라이브의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a hard disk drive employing the spindle motor assembly of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 하드디스크 드라이브의 수직 단면 구조를 보인 도면.2 is a view showing a vertical cross-sectional structure of the hard disk drive shown in FIG.

도 3은 도 2의 일부에 대한 확대 단면도.3 is an enlarged cross sectional view of a portion of FIG. 2;

도 4는 디스크의 반경 방향 거리에 따른 수직 변형량의 프로파일을 계산한 전산해석 결과로서, 본 발명과 종래기술에서의 변형량을 비교한 도면.4 is a result of calculating the profile of the vertical deformation amount according to the radial distance of the disk, the comparison of the deformation amount in the present invention with the prior art.

도 5a 및 도 5b는 각각 도 4의 전산해석에 채용된 본 발명 및 종래기술에 대한 모델을 도시한 도면들.Figures 5a and 5b respectively show a model for the present invention and the prior art employed in the computational analysis of Figure 4;

도 6은 디스크의 반경 방향 거리에 따른 수직 변형량의 프로파일을 계산한 전산해석 결과로서, 본 발명과 종래기술에서의 변형량을 비교한 도면.Fig. 6 is a result of computing analysis of the profile of the vertical deformation amount according to the radial distance of the disc, comparing the deformation amount in the present invention with the prior art.

도 7은 종래 스핀들 모터 조립체의 일부에 대한 단면 구조를 보인 도면.7 is a cross-sectional view of a portion of a conventional spindle motor assembly.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

11 : 베이스 프레임 13 : 상면커버11: base frame 13: top cover

20 : 액츄에이터 23 : 스윙 아암20: actuator 23: swing arm

25 : 서스펜션 29 : 보이스 코일 모터25: suspension 29: voice coil motor

30 : 스핀들 모터 31 : 스핀들 모터의 샤프트30: spindle motor 31: shaft of spindle motor

33 : 스핀들 모터의 고정자 35 : 스핀들 모터의 허브33: Stator of spindle motor 35: Hub of spindle motor

35a : 스핀들 모터의 상단부 35b : 스핀들 모터의 측벽부35a: upper end of the spindle motor 35b: side wall of the spindle motor

35c : 스핀들 모터의 플랜지부 40 : 디스크35c: flange portion of spindle motor 40: disk

50 : 클램프 부재 51 : 클램프 부재의 압박부50: clamp member 51: pressing portion of the clamp member

60 : 스크류 부재 P1 : 클램프 부재의 가압점60 screw member P1 press point of the clamp member

P2 : 플랜지부의 지지중심 P2: support center of flange

본 발명은 하드디스크 드라이브에 채용되는 스핀들 모터 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스크의 휨 변형이 방지되고, 저장 용량이 향상되는 개선된 구조의 스핀들 모터 조립체에 관한 것이다. The present invention relates to a spindle motor assembly employed in a hard disk drive, and more particularly, to a spindle motor assembly of an improved structure in which the bending deformation of the disk is prevented and the storage capacity is improved.

하드디스크 드라이브(HDD; Hard Disk Drive) 및 광디스크 드라이브(ODD; Optical Disk Drive)와 같은 컴퓨터의 정보 저장 장치는, 스핀들 모터에 장착되어 회전하는 디스크에 데이터를 기록하거나 이 디스크에 기록된 데이터를 재생하는 장치이다.Information storage devices in computers, such as hard disk drives (HDDs) and optical disk drives (ODDs), are mounted on spindle motors to write data to or rotate data on rotating disks. Device.

도 7에는 종래기술에 의한 스핀들 모터 조립체의 일부에 대한 단면 구조가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 스핀들 모터 조립체는 정보 저장용 디스크(140)와 상기 디스크(140)를 지지하면서 이를 회전 구동하는 스핀들 모터(130)를 포함한 다. 상기 스핀들 모터(130)는 베이스 프레임(110) 상에 회전 가능하게 장착된 샤프트(131)와, 상기 샤프트(131) 둘레에 고정 설치된 고정자(133)와, 상기 샤프트(131)와 함께 회전되는 것으로, 고정자(133)의 바깥 측에 배치된 회전자 즉, 허브(135)를 포함한다. 상기 허브(135)는 그 중앙으로 스크류 부재(160)가 삽통되는 상단부(135a), 상단부(135a)에서 연장되어 디스크(140)가 끼워지는 측벽부(135b)와, 상기 측벽부(135b)에서 반경 방향으로 돌출되어, 디스크(140)가 안착되는 플랜지부(135c)를 포함한다. 상기 플랜지부(135c)는 내경(Ri`)과 외경(Ro`) 사이의 영역으로 정의되는 지지면을 제공한다. 7 shows a cross-sectional structure of a portion of a spindle motor assembly according to the prior art. As shown, the spindle motor assembly includes a disk 140 for storing information and a spindle motor 130 supporting and rotating the disk 140. The spindle motor 130 is rotated together with the shaft 131 rotatably mounted on the base frame 110, the stator 133 fixedly fixed around the shaft 131, and the shaft 131. , A rotor disposed on the outer side of the stator 133, that is, the hub 135. The hub 135 has an upper end portion 135a through which the screw member 160 is inserted into the center thereof, a side wall portion 135b extending from the upper end portion 135a to which the disk 140 is fitted, and the side wall portion 135b. It protrudes in a radial direction and includes a flange portion 135c on which the disk 140 is seated. The flange portion 135c provides a support surface defined by an area between the inner diameter Ri` and the outer diameter Ro`.

허브(135) 상측으로는 디스크(140)를 가압하여 고정하는 클램프 부재(150)가 배치된다. 상기 클램프 부재(150)는 스크류 부재(160)에 의해 가압 고정된 일단부와 디스크 측으로 연장된 타단부를 가진다. 디스크 측 단부에는 만곡하게 돌출된 압박부(151)가 형성되고, 이 압박부(151)와 소정 압력으로 접촉된 디스크(140)는 압박부(151)와 플랜지부(135c) 사이에서 밀착된 상태로 고정된다. 허브(135)에 끼워진 디스크(140)는 반경 방향을 따라 자중에 의해 하측 방향으로 휨 변형되는 문제점이 있다. 특히, 종래기술에서는 압박부(151)의 가압점(P1`)이 플랜지부(135c)의 지지중심(P2`)보다 더 외측에 배치됨으로써, 즉, 도 7에서 가압점(P1`)의 반경(R1`)과, 플랜지부의 지지중심(P2`)의 반경(R2`)이 하기 수학식 관계를 가짐으로써 디스크(140)의 휨 변형을 가중시키는 방향으로 회전 모멘트력이 작용되는 문제점이 있었다. The clamp member 150 for pressing and fixing the disk 140 is disposed above the hub 135. The clamp member 150 has one end portion which is press-fixed by the screw member 160 and the other end portion extending to the disc side. A curved protruding portion 151 is formed at the end portion of the disk, and the disk 140 in contact with the pressing portion 151 at a predetermined pressure is in close contact between the pressing portion 151 and the flange portion 135c. Is fixed. The disk 140 fitted to the hub 135 has a problem in that it is bent in the downward direction by its own weight along the radial direction. In particular, in the prior art, the pressing point P1 ′ of the pressing portion 151 is disposed outside the support center P 2 ′ of the flange portion 135c, that is, the radius of the pressing point P 1 ′ in FIG. 7. (R1`) and the radius (R2`) of the support center (P2`) of the flange portion has a problem that the rotation moment force acts in the direction of increasing the bending deformation of the disk 140 by the following equation: .

(수학식) R1` > R2`(Equation) R1`> R2`

한편, 허브의 플랜지부(135c)에는 U 자형으로 인입된 홈부(135`)가 형성되는데, 이는 서로에 대해 대략 수직 관계에 있는 플랜지부(135c)와 측벽부(135b)의 절삭 가공을 위해 필연적으로 형성되는 것으로, 상기 플랜지부(135c)와 측벽부(135b)가 만나는 코너에 인접하여 형성된다. 그런데, 종래기술에서는 이 U자 홈부(135`)가 플랜지부(135c) 측에 마련됨으로써, 그 지지면적을 일정하게 제한하는 문제점이 있었고, 지지면이 제한됨으로써 디스크(140)의 지지 구조가 취약해지고, 그 휨 변형이 가중되는 등 제반 문제점들이 있었다. On the other hand, the flange portion 135c of the hub is formed with a U-shaped groove portion 135`, which is inevitable for the cutting of the flange portion 135c and the side wall portion 135b which are approximately perpendicular to each other. It is formed to be adjacent to the corner where the flange portion 135c and the side wall portion 135b meet. By the way, in the prior art, the U-shaped groove portion 135 'is provided on the flange portion 135c side, thereby having a problem of constantly limiting the support area, and the support structure of the disk 140 is weak because the support surface is limited. There are various problems, such as the increase in weight and the bending deformation.

본 발명은 상기한 문제점 및 그 밖의 다른 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 디스크의 휨 변형이 억제되는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made to solve the above and other problems, and an object thereof is to provide a spindle motor assembly of a hard disk drive in which the bending deformation of the disk is suppressed.

본 발명의 다른 목적은 전술한 목적을 달성하면서도 클램핑에 소요되는 무효한 디스크 면적을 줄임으로써, 유효한 데이터존이 증대되고 저장용량이 향상되는 스핀들 모터 조립체를 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a spindle motor assembly which achieves the above object and reduces the effective disk area required for clamping, thereby increasing the effective data zone and improving the storage capacity.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 스핀들 모터 조립체는,In order to achieve the above object, the spindle motor assembly according to an aspect of the present invention,

적어도 하나 이상의 정보 저장용 디스크; At least one disk for storing information;

상기 디스크를 회전 구동하는 것으로, 상기 디스크가 안착되는 허브를 갖는 스핀들 모터; 및A spindle motor for rotationally driving the disk, the spindle motor having a hub on which the disk is seated; And

상기 디스크를 상기 허브에 대해 축 방향으로 가압 고정하는 클램프 부재;를 포함하는 스핀들 모터 조립체로서, A spindle motor assembly comprising; a clamp member for urging the disk in an axial direction with respect to the hub.

상기 클램프 부재는 상기 디스크 상의 제1 위치를 가압하고, 상기 허브는 상기 디스크 상의 제2 위치를 지지중심으로 하는 경우, When the clamp member presses the first position on the disk and the hub is the support center at the second position on the disk,

반경 방향으로 제1 위치는 제2 위치보다 내측으로 설정되는 것을 특징으로 한다.The first position in the radial direction is set inwardly than the second position.

본 발명에 있어 바람직하게, 상기 허브에 끼워진 디스크 상으로는 상기 클램프 부재가 안착되고, 상기 클램프 부재를 관통하여 상기 허브 상으로 스크류 부재가 결합된다. 또한, 바람직하게, 상기 클램프 부재는 상기 디스크 상의 제1 위치에 접촉되도록 디스크 측으로 만곡하게 돌출된 압박부를 갖는다. In the present invention, preferably, the clamp member is seated on the disk fitted to the hub, and the screw member is coupled to the hub through the clamp member. Further, preferably, the clamp member has a pressing portion which protrudes curvedly toward the disc so as to contact the first position on the disc.

상기 허브가 회전축으로부터 각각 반경 Ri 및 Ro을 갖는 내주단 및 외주단 사이의 환 형상 지지면을 갖는 경우, 상기 제2 위치는 내주단 및 외주단의 평균 반경((Ri+R0)/2)을 갖는 원주 상에 위치할 수 있다. When the hub has an annular support surface between an inner circumferential end and an outer circumferential end having radii Ri and Ro, respectively, from the rotation axis, the second position is the average radius ((Ri + R0) / 2) of the inner and outer circumferential ends. Having a circumference.

본 발명에 있어 바람직하게, 상기 허브는 상기 디스크가 끼워지는 측벽부, 및 상기 측벽부에서 반경 방향으로 돌출된 것으로, 상기 디스크가 안착되는 플랜지부를 갖는다. 이때, 상기 측벽부와 플랜지부가 접하는 코너 부분에는 홈부가 형성되되, 상기 홈부는 상기 측벽부 측에 형성되는 것이 바람직하다. In the present invention, preferably, the hub has a side wall portion to which the disk is fitted, and a flange portion protruding radially from the side wall portion, to which the disk is seated. At this time, the groove portion is formed in the corner portion where the side wall portion and the flange portion contact, the groove portion is preferably formed on the side wall portion side.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 하드디스크의 스핀들 모터 조립체는, On the other hand, the spindle motor assembly of the hard disk according to another aspect of the present invention,

상기 디스크를 회전 구동하는 것으로, 그 회전 중심이 되는 허브는 상기 디 스크가 끼워지는 측벽부 및 상기 측벽부에서 반경 방향으로 돌출되어 상기 디스크가 안착되는 플랜지부를 구비하는 스핀들 모터; 및A rotation motor for driving the disk, the hub being a rotation center having a sidewall portion to which the disk is fitted and a spindle motor protruding radially from the sidewall portion to seat the disk; And

반경 방향으로 제1 위치는 제2 위치보다 내측으로 설정되고, The first position in the radial direction is set inward of the second position,

상기 측벽부와 플랜지부가 접하는 코너 부분에는 홈부가 형성되되, 상기 홈부는 상기 측벽부 측에 형성된 것을 특징으로 한다.A groove portion is formed at a corner portion where the side wall portion and the flange portion contact each other, and the groove portion is formed at the side wall portion side.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀들 모터 조립체 및 이를 구비한 하드디스크 드라이브에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터 조립체가 구비된 하드디스크 드라이브를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스핀들 모터 조립체의 수직 단면도이다. 도 1과 도 2를 함께 참조하면, 정보 저장 장치, 예컨대 하드 디스크 드라이브에는 베이스 프레임(11) 및 커버부재(13)와, 데이터 저장매체인 적어도 하나의 디스크(40)를 가진 스핀들 모터 조립체와, 액츄에이터(20)가 구비된다. Hereinafter, a spindle motor assembly and a hard disk drive having the same according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is an exploded perspective view illustrating a hard disk drive having a spindle motor assembly according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the spindle motor assembly illustrated in FIG. 1. 1 and 2 together, an information storage device such as a hard disk drive includes a spindle motor assembly having a base frame 11 and a cover member 13 and at least one disk 40 as a data storage medium; An actuator 20 is provided.

상기 베이스 프레임(11)은 통상적으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지며, 다이-캐스팅에 의해 제조될 수 있다. 이러한 베이스 프레임(11)의 상측 에는 스핀들 모터 조립체 및 액츄에이터(20) 등을 수용하기 위한 공간이 형성된다. The base frame 11 is typically made of aluminum or aluminum alloy and can be manufactured by die-casting. The upper side of the base frame 11 is formed with a space for accommodating the spindle motor assembly, the actuator 20 and the like.

상기 커버부재(13)는 베이스 프레임(11)의 상면에 나사(15) 등에 의해 조립되어, 상기 디스크(40), 스핀들 모터(30) 및 액츄에이터(20) 등을 감싸서 보호하는 역할과 함께, 디스크 드라이브 내부로 먼지나 습기가 유입되는 것을 방지하고, 디스크 드라이브 내부에서 발생된 소음이 외부로 전파되는 것을 차단하는 역할을 한다. The cover member 13 is assembled to the upper surface of the base frame 11 by screws 15 or the like, and the disk 40, the spindle motor 30 and the actuator 20 and the like to wrap and protect the disk, It prevents the inflow of dust or moisture into the drive and prevents the noise generated inside the disk drive from spreading to the outside.

상기 스핀들 모터 조립체는, 스핀들 모터(30)와, 상기 디스크(40)와, 클램프 부재(50)를 포함한다. 상기 스핀들 모터(30)는 상기 디스크(40)를 회전시키기 위한 것으로, 상기 베이스 프레임(11) 상에 설치된다. 상기 스핀들 모터(30)는 베이스 프레임(11)에 고정 설치된 샤프트(31)와, 상기 샤프트(31)의 외주에 결합된 고정자(stator, 33)와, 상기 고정자(33)의 바깥쪽에 배치된 회전자(rotator), 즉 허브(35)를 가지고 있다. 상기 허브(35)의 외주에는 디스크(40)가 끼워진다. The spindle motor assembly includes a spindle motor 30, the disk 40, and a clamp member 50. The spindle motor 30 is for rotating the disk 40 and is installed on the base frame 11. The spindle motor 30 includes a shaft 31 fixed to the base frame 11, a stator 33 coupled to an outer circumference of the shaft 31, and a rotor disposed outside the stator 33. It has a rotator, that is, a hub 35. The disk 40 is fitted to the outer circumference of the hub 35.

상기 클램프 부재(50)는 상기 디스크(40)를 스핀들 모터(30)의 허브(35)에 견고하게 고정시키기 위한 것으로서, 스크류 부재(60)에 의해 상기 스핀들 모터(30)의 상단부, 예컨대 샤프트(31)의 상단부에 결합되어 상기 디스크(40)를 수직 방향으로 가압하게 된다. The clamp member 50 is for firmly fixing the disk 40 to the hub 35 of the spindle motor 30. The upper end of the spindle motor 30, for example, the shaft ( 31 is coupled to the upper end portion to press the disk 40 in the vertical direction.

스핀들 모터(30)와 함께 회전되는 디스크(40) 상으로는 시계 또는 반시계 방향으로 선회 구동되는 액츄에이터(20)가 대략 디스크(40)의 반경 방향을 따라 이동하면서, 디스크(40)의 목적 트랙으로 억세스하여, 디스크(40) 상에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 독취한다. 상기 액츄에이터(20)는 스윙 아암(23)과, 서스 펜션(25)과, 보이스 코일 모터(29)를 가진다. 상기 스윙 아암(23)은 베이스 부재(11)에 설치된 피봇(21)에 회전 가능하게 결합된다. 상기 서스펜션(25)은 스윙 아암(23)의 선단부에 결합되어 상기 헤드가 탑재된 슬라이더를 디스크(40)의 표면쪽으로 탄성 바이어스되게 지지한다. 상기 보이스 코일 모터(29)는 상기 스윙 아암(23)을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 것으로, 서보 제어 시스템에 의해 제어되며, 보이스 코일에 입력되는 전류와 마그네트에 의해 형성된 자기장의 상호 작용에 의해 플레밍의 왼손 법칙에 따르는 방향으로 스윙 아암(23)을 회전시키게 된다. 즉, 디스크 드라이브의 전원이 온(on) 되어 디스크(40)가 회전하기 시작하면, 보이스 코일 모터(29)는 스윙 아암(23)을 반시계 방향으로 회전시켜 상기 헤드를 디스크(40)의 기록면 위로 이동시킨다. 반대로, 디스크 드라이브의 전원이 오프(off) 되어 디스크(40)의 회전이 정지하면, 보이스 코일 모터(29)는 스윙 아암(23)을 시계방향으로 회전시켜 상기 헤드가 디스크(40)를 벗어나도록 한다. 이때, 디스크(40)의 기록면을 벗어난 헤드는 디스크(40)의 바깥쪽에 마련된 램프(27)에 파킹된다.The actuator 20, which is driven in a clockwise or counterclockwise direction on the disk 40 which is rotated together with the spindle motor 30, moves approximately in the radial direction of the disk 40, and accesses the target track of the disk 40. The data is recorded on the disk 40 or the recorded data is read. The actuator 20 has a swing arm 23, a suspension 25, and a voice coil motor 29. The swing arm 23 is rotatably coupled to the pivot 21 installed on the base member 11. The suspension 25 is coupled to the distal end of the swing arm 23 to support the head mounted slider to be elastically biased toward the surface of the disk 40. The voice coil motor 29 provides a driving force for rotating the swing arm 23 and is controlled by a servo control system, and is flammed by the interaction between a current input to the voice coil and a magnetic field formed by a magnet. The swing arm 23 is rotated in the direction according to the left hand law. That is, when the power of the disk drive is turned on and the disk 40 starts to rotate, the voice coil motor 29 rotates the swing arm 23 counterclockwise to rotate the head to the recording surface of the disk 40. Move up On the contrary, when the power of the disk drive is turned off and the rotation of the disk 40 stops, the voice coil motor 29 rotates the swing arm 23 clockwise so that the head leaves the disk 40. do. At this time, the head off the recording surface of the disk 40 is parked by a lamp 27 provided on the outside of the disk 40.

도 3에는 도 2의 스핀들 모터 조립체의 일부에 대한 확대 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 채용된 허브(35)는 상단부(35a)와, 상단부(35a)에서 연장되어 디스크(40)가 끼워지는 측벽부(35b)와, 상기 측벽부(35b)에서 반경 방향으로 돌출된 플랜지부(35c)를 포함한다. 상단부(35a)의 중앙으로는 스크류 부재(60)가 결합된다. 스크류 부재(60)의 일단에는 반경 방향으로 돌출된 돌출 부(61)가 형성되고, 이 돌출부(61)에 의해 클램프 부재(50)의 내측부가 눌려지면서 위치가 고정된다. 클램프 부재(50)는 탄성 소재를 소정 형상으로 프레스 가공하여 얻어질 수 있는데, 그 중앙에는 개구(50`)가 마련되고, 끝단에는 디스크 면을 향해 만곡되게 돌출된 가압부(51)가 마련된다. 스크류 부재(60)가 나사 결합되면서, 스크류 부재의 돌출부(61)가 클램프 부재(50)를 하측으로 가압하고, 이에 따라 클램프 부재(50) 끝단에 형성된 가압부(51)가 탄성 변형되면서 디스크 면에 대해 압접된다. 압박부(51)는 소정 반경의 원호(R1)를 따라서 디스크(40)에 대한 가압점(P1)을 형성한다.3 shows an enlarged cross-sectional view of a portion of the spindle motor assembly of FIG. 2. As shown, the hub 35 employed in the present invention has an upper end portion 35a, a side wall portion 35b extending from the upper end portion 35a to which the disk 40 is fitted, and a radius at the side wall portion 35b. And a flange portion 35c protruding in the direction. The screw member 60 is coupled to the center of the upper end 35a. One end of the screw member 60 is provided with a protrusion 61 projecting in the radial direction, and the position is fixed while the inner portion of the clamp member 50 is pressed by the protrusion 61. The clamp member 50 may be obtained by pressing an elastic material into a predetermined shape, and an opening 50 'may be provided at the center thereof, and a pressing portion 51 protruding curved toward the disk surface may be provided at the end thereof. . As the screw member 60 is screwed together, the protrusion 61 of the screw member presses the clamp member 50 downward, and thus the pressing portion 51 formed at the end of the clamp member 50 is elastically deformed, and thus the disk surface. Is pressed against. The pressing part 51 forms the pressing point P1 with respect to the disk 40 along the arc R1 of a predetermined radius.

한편, 상기 플랜지부(35c)에는 측벽부(35b)로 끼워진 디스크(40)가 안착되며, 안착된 디스크(40)는 허브의 플랜지부(35c)와 클램프 부재(50) 사이에서 협지된 상태로 견고히 고정된다. 플랜지부(35c)의 최상면은 디스크(40)에 대해 동시에 접하도록 동일한 레벨로 지지면을 구성하고, 이 지지면은 Ri의 반경을 갖는 내주단 및 Ro의 반경을 갖는 외주단 사이의 영역으로 정의된다. 플랜지부(35c)의 지지면과 클램프 부재의 압박부(51) 사이에 위치된 디스크(40)는 허브(35)와 일체로 회전되도록 견고히 클램핑된다. On the other hand, the flange 40c is seated on the disk 40 is fitted into the side wall portion 35b, the seated disk 40 is sandwiched between the flange portion 35c of the hub and the clamp member 50 It is firmly fixed. The top surface of the flange portion 35c constitutes a support surface at the same level so as to be in contact with the disk 40 at the same time, and this support surface is defined as an area between an inner circumferential end having a radius of Ri and an outer circumferential end having a radius of Ro. do. The disk 40 located between the support surface of the flange portion 35c and the pressing portion 51 of the clamp member is firmly clamped to rotate integrally with the hub 35.

본 발명에서는, 클램프 부재의 압박부(51), 보다 구체적으로, 디스크(40)에 대한 가압점(P1)이 플랜지부의 지지중심(P2)보다 내측에 형성된다. 여기서, 지지중심(P2)은 지지면 상에서 디스크(40)에 대해 가해지는 소정의 분포 하중을 가상의 집중 하중으로 등가 변환시켰을 때, 그 집중 하중이 동등하게 가해질 수 있는 위치를 의미하는 것이며, 이 지지중심(P2)은 대략 샤프트 축에서 반경 방향으로 내주 (Ri)와 외주(Ro)의 평균((Ri+Ro)/2)으로 산정되는 원주(R2) 상에 위치된다. 일반적으로, 내주부가 국부적으로 클램핑된 디스크(40)는 자중의 영향을 받아 클램핑된 부분에서 멀어지면서 휨 변형되는데, 압박부(51)가 지지중심(P2)보다 내측에 위치됨으로써 디스크(40)의 휨에 대해 반대 방향으로 저항하는 회전 모멘트력이 가해진다. In the present invention, the pressing portion 51 of the clamp member, more specifically, the pressing point P1 against the disk 40 is formed inside the support center P2 of the flange portion. Here, the support center P2 means a position where the concentrated load can be equally applied when the predetermined distributed load applied to the disk 40 on the support surface is equivalently converted into a virtual concentrated load. The support center P2 is located on the circumference R2 which is calculated as an average ((Ri + Ro) / 2) of the inner circumference Ri and the outer circumference Ro in the radial direction in the shaft axis. In general, the disk 40 in which the inner circumference is locally clamped is flexurally deformed away from the clamped portion under the influence of its own weight, and the pressing portion 51 is located inside the support center P2 so that the disk 40 The moment of rotation is applied to resist the deflection in the opposite direction.

도 4에는 본 발명의 효과를 확인하기 위한 전산해석의 결과가 도시되어 있고, 도 5a 및 도 5b에는 각각 본 해석에 적용된 전산 모델이 도시되어 있다. 여기서는 본 발명에 따라 클램프 부재의 가압점(P1)이 지지중심(P2)보다 내측에 위치된 케이스(case A, 도 5a)와, 종래기술로서 가압점(P1`)이 지지중심(P2`)보다 외측에 위치된 케이스(case B, 도 5b)를 비교하였다. 도면에서 가로축은 정규화된 반경 방향 거리(Normalized Distance)를 나타내는데, 디스크의 내주단을 원점으로 설정하였고, 도면에서 세로축은 수직 변위량(Deflection)을 나타내는데, 스크류 부재가 허브에 체결되기 이전 상태, 즉, 디스크에 대해 클램프력이 가해지기 이전 상태를 기준으로 하여, 양(+)의 부호는 기준선 보다 상측으로 변위된 경우, 음의 부호는 기준선보다 하측으로 변위된 경우에 각각 부여하였다. 4 shows the results of the computational analysis for confirming the effects of the present invention, and FIG. 5A and FIG. 5B show the computational model applied to the present analysis, respectively. Here, according to the present invention, the case A (FIG. 5A) in which the pressing point P1 of the clamp member is located inward of the supporting center P2, and the pressing point P1` in the prior art is the supporting center P2`. The case (case B, Fig. 5b) located on the outside was compared. In the figure, the horizontal axis represents the normalized radial distance, and the inner circumferential end of the disk is set as the origin, and in the drawing, the vertical axis represents the vertical displacement, which is the state before the screw member is fastened to the hub, that is, On the basis of the state before the clamping force was applied to the disk, positive signs were assigned when the signs were displaced above the reference line and negative signs were displaced below the reference line.

본 발명을 따른 경우(case A)에는 변위량 자체가 크지 않고, 특히 디스크의 휨 정도를 나타내는 변위량의 최대 폭이 소정의 범위 내로 제한된다. 그러나, 종래기술(case B)에서는 그 변위량이 반경 방향의 위치에 비례하여 선형적으로 변화되는 경향을 갖고, 휨 정도를 보여주는 변위량의 최대 폭도 본 발명보다 상대적으로 큰 값을 갖는다. In the case A according to the present invention (case A), the displacement amount itself is not large, and in particular, the maximum width of the displacement amount representing the degree of deflection of the disc is limited within a predetermined range. However, in the case B, the displacement amount tends to change linearly in proportion to the radial position, and the maximum width of the displacement amount showing the degree of warpage also has a relatively larger value than the present invention.

한편, 도 3을 참조하면, 허브의 측벽부(35b) 및 플랜지부(35c)가 만나는 코너 부분에는 내측으로 인입된 홈부(35`)가 측벽부(35b)를 둘러싸면서 반경 방향으로 형성된다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이, 플랜지부(35c)는 내주단(Ri) 및 외주단(Ro) 사이의 영역으로 정의되는 지지면을 갖는다. 본 발명에서는 허브(35)의 절삭 가공을 위해 필연적으로 형성되는 홈부(35`)를 측벽부(35b) 측에 형성함으로써 지지면적의 증대를 도모한다. 즉, 종래에는 도 7에 도시된 바와 같이, 동일한 홈부(135`)가 플랜지부(135c) 측에 형성됨으로써 지지면적이 불필요하게 제한되는 문제점이 있었고, 지지면적의 증가에는 일정한 한계가 있었다. Meanwhile, referring to FIG. 3, at the corner portion where the side wall portion 35b and the flange portion 35c of the hub meet, a groove portion 35 ′ drawn inward is formed in a radial direction while surrounding the side wall portion 35b. In addition, as described above, the flange portion 35c has a supporting surface defined by an area between the inner circumferential end Ri and the outer circumferential end Ro. In this invention, the support area is increased by forming the groove part 35 'which is inevitably formed for the cutting process of the hub 35 on the side wall part 35b side. That is, in the related art, as shown in FIG. 7, the same groove portion 135 ′ is formed on the flange portion 135c to unnecessarily limit the support area, and there is a certain limit to the increase in the support area.

도 6에는 본 발명에 따라 홈부가 측벽부에 형성된 케이스(case C)와, 종래기술에 따라 홈부가 플랜지부에 형성된 케이스(case D)의 수직 변위량을 각각 계산한 전산해석 결과가 도시되어 있다. 도면에서 가로축은 정규화된 반경 방향 거리(Normalized Distance)를 나타내는데, 디스크의 내주단을 원점으로 설정하였다. 도면에서 반경 방향을 따라 부여된 도면부호 Z1,Z2,Z3는 서로 다르게 기능하는 3 개의 디스크 영역을 나타내는데, 각각 디스크의 가장 내주에 마련된 파킹존, 가장 외주에 마련된 램프존, 그리고, 상기 파킹존 및 램프존 사이에 마련되어 소정 데이터가 저장되고, 저정된 데이터가 읽혀지는 데이터존을 나타낸다. FIG. 6 shows the results of computational calculations in which the vertical displacements of the case C having the grooves formed in the side wall portion and the case D of the grooves formed in the flange portion according to the prior art are respectively calculated. In the figure, the horizontal axis represents a normalized radial distance, and the inner circumferential end of the disk is set as the origin. In the drawing, reference numerals Z1, Z2, and Z3 denoted along the radial direction represent three disk regions functioning differently, respectively, a parking zone provided at the innermost circumference of the disk, a ramp zone provided at the outermost circumference, and the parking zone and It represents a data zone provided between lamp zones, in which predetermined data is stored, and stored data is read.

도면에서 세로축은 수직 변위량(Deflection)을 나타내는데, 스크류 부재가 허브에 체결되기 이전 상태, 즉, 디스크에 대해 클램프력이 가해지기 이전 상태를 기준으로 하여, 양(+)의 부호는 기준선 보다 상측으로 변위된 경우, 음(-)의 부호는 기준선보다 하측으로 변위된 경우에 각각 부여하였다. 자중에 의한 휨 변형 결 과, 본 발명(case C) 및 종래기술(case D) 모두에서 수직 변위량의 절대치는 반경 방향을 따라 거의 선형적으로 증가하는 경향을 보인다. 본 발명 및 종래기술에서의 수직 변위량(절대치를 의미한다.)을 비교하면, 파킹존(Z1)에서는 본 발명(case C)이 종래기술(case D) 보다 큰 값을 갖고, 반대로 데이터존(Z2)에서는 본 발명(case C)이 종래기술(case D) 보다 적은 값을 갖는다. 상기 데이터존(Z2)은 실질적인 디스크 기능을 행하는 유효 영역으로, 그 변형이 억제되어야 한다. 데이터존(Z2)에서 휨 변형 정도를 나타내는 변위량의 최대 폭은, 본 발명(case C)의 경우 대략 0.1μm, 종래기술(case D)의 경우 대략 0.2μm로, 본 발명에서 디스크의 변형 정도가 대략 반 정도로 감소되었음을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 홈부의 위치 변경을 통해 디스크의 지지면적이 증대되었기 때문이다. In the figure, the vertical axis represents the vertical deflection, where the positive sign is above the reference line on the basis of the state before the screw member is fastened to the hub, that is, before the clamp force is applied to the disk. In the case of displacement, a negative sign is given when the displacement is lower than the reference line. As a result of bending deformation due to its own weight, in both the present invention (case C) and the prior art (case D), the absolute value of the vertical displacement amount tends to increase almost linearly along the radial direction. Comparing the vertical displacement amount (absolute value) in the present invention and the prior art, in the parking zone Z1, the present invention (case C) has a larger value than the prior art (case D), and conversely, the data zone (Z2). In this case, the present invention (case C) has a smaller value than the prior art (case D). The data zone Z2 is an effective area for performing a substantial disk function, and its deformation must be suppressed. In the data zone Z2, the maximum width of the displacement indicating the degree of deflection is approximately 0.1 μm in the case C of the present invention and approximately 0.2 μm in the case D of the prior art. It can be seen that the reduction is about half. This result is because the support area of the disk is increased by changing the position of the groove.

본 발명에서는, 지지면적의 증대와 아울러 또 다른 효과도 추가로 달성할 수 있는데, 지지면이 내측으로 확장됨에 따라 클램프 부재의 압박부(51)가 더 내측으로 이동될 수 있고, 이에 따라 클램핑에 소요되는 무효한 디스크 면적을 줄이고, 대신에 유효한 데이터존을 증가시킴으로써 하드디스크의 저장 용량을 향상시킬 수 있다. 이때, 본 발명에 의해 추가적으로 확보될 수 있는 유효 면적은, 대략 45% 정도에 이른다. In the present invention, in addition to the increase in the supporting area, another effect can be additionally achieved. As the supporting surface is extended inward, the pressing portion 51 of the clamp member can be moved further inward, and thus the clamping It is possible to improve the storage capacity of the hard disk by reducing the required disk area and increasing the effective data zone instead. At this time, the effective area that can be additionally secured by the present invention amounts to about 45%.

한편, 도면으로 도시되지는 않았으나, 본 발명의 스핀들 모터 조립체에는 둘 이상 복수의 디스크가 포함될 수 있다. 이 경우, 이들 디스크 사이에는 사이 간격을 일정하게 유지시키는 스페이서가 개재되는 것이 바람직하다. Although not shown in the drawings, the spindle motor assembly of the present invention may include two or more disks. In this case, it is preferable that the spacer which keeps the space | interval constant between these disks is interposed.

본 발명의 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체에 의하면, 디스크의 클램핑 구조를 개선함으로써 그 휨 변형을 억제하고, 또한, 전술한 효과를 달성하면서도 클램핑에 소요되는 무효한 디스크 면적을 줄임으로써 디스크의 데이터존을 극대화시킬 수 있어, 하드디스크 드라이브의 저장 용량을 증대시킬 수 있다. According to the spindle motor assembly of the hard disk drive of the present invention, by improving the clamping structure of the disk, the deformation of the disk can be suppressed, and the data zone of the disk can be reduced by reducing the invalid disk area required for clamping while achieving the above-described effects. Can maximize the storage capacity of the hard disk drive.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

적어도 하나 이상의 정보 저장용 디스크; 상기 디스크를 회전 구동하는 것으로, 상기 디스크가 안착되는 허브를 갖는 스핀들 모터; 및 상기 디스크를 상기 허브에 대해 축 방향으로 가압 고정하는 클램프 부재;를 포함하는 스핀들 모터 조립체로서, At least one disk for storing information; A spindle motor for rotationally driving the disk, the spindle motor having a hub on which the disk is seated; And a clamp member for urging and fixing the disk in an axial direction with respect to the hub.

상기 허브는 상기 디스크가 끼워지는 측벽부, 및 상기 측벽부에서 반경 방향으로 돌출된 것으로, 상기 디스크가 안착되는 플랜지부를 가지고, The hub has a side wall portion to which the disk is fitted, and a radial portion protruding radially from the side wall portion, and the flange portion on which the disk is seated.

상기 클램프 부재는 상기 디스크 상의 제1 위치를 가압하고, 상기 허브는 상기 디스크 상의 제2 위치를 지지중심으로 하는 경우, 반경 방향으로 상기 제1 위치는 상기 제2 위치보다 내측으로 설정되는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체.The clamp member presses a first position on the disc, and the hub is set in a radial direction to the first position inward of the second position when the second position on the disc is the support center. Spindle motor assembly of the hard disk drive.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 허브에 끼워진 디스크 상으로는 상기 클램프 부재가 안착되고, 상기 클램프 부재를 관통하여 상기 허브 상으로 스크류 부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 하드디스크의 스핀들 모터 조립체. And the clamp member is seated on the disk fitted to the hub, and the screw member is coupled to the hub through the clamp member.

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 클램프 부재는 상기 디스크 상의 제1 위치에 접촉되도록 디스크 측으로 만곡하게 돌출된 압박부를 갖는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체.And said clamp member has a pressing portion that protrudes curvedly toward the disk so as to contact a first position on said disk.

제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 허브는 회전축으로부터 각각 반경 Ri 및 Ro을 갖는 내주단 및 외주단 사이의 환 형상 지지면을 갖고, 상기 제2 위치는 내주단 및 외주단의 평균 반경((Ri+R0)/2)을 갖는 원주 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체. The hub has an annular support surface between an inner circumferential end and an outer circumferential end having radii Ri and Ro, respectively, from the rotation axis, and the second position has an average radius ((Ri + R0) / 2) of the inner and outer circumferential ends. Spindle motor assembly of a hard disk drive, characterized in that located on the circumference.

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제1항에 있어서, The method of claim 1,

상기 측벽부와 플랜지부가 접하는 코너 부분에는 홈부가 형성되되, 상기 홈부는 상기 측벽부 측에 형성된 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체.The groove portion is formed in the corner portion where the side wall portion and the flange portion contact, the groove portion is a spindle motor assembly of the hard disk drive, characterized in that formed on the side wall.

적어도 하나 이상의 정보 저장용 디스크;At least one disk for storing information;

상기 디스크를 회전 구동하는 것으로, 그 회전 중심이 되는 허브에는 상기 디스크가 끼워지는 측벽부 및 상기 측벽부에서 반경 방향으로 돌출되어 상기 디스크가 안착되는 플랜지부가 구비된 스핀들 모터; 및A rotational drive of the disk, the hub being a rotation center having a sidewall portion into which the disk is fitted and a spindle motor having a flange portion protruding radially from the sidewall portion to seat the disk; And

반경 방향으로 상기 제1 위치는 상기 제2 위치보다 내측으로 설정되고, The first position in the radial direction is set inward than the second position,

제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein

상기 허브는 회전축으로부터 각각 반경 Ri 및 Ro을 갖는 내주단 및 외주단 사이의 환 형상 지지면을 갖고, 상기 제2 위치는 내주단 및 외주단의 평균 반경((Ri+R0)/2)을 갖는 원주 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 하드디스크 드라이브의 스핀들 모터 조립체.The hub has an annular support surface between an inner circumferential end and an outer circumferential end having radii Ri and Ro, respectively, from the rotation axis, and the second position has an average radius ((Ri + R0) / 2) of the inner and outer circumferential ends. Spindle motor assembly of a hard disk drive, characterized in that located on the circumference.